实验三多谐振荡器

实验十八 多谐振荡器一、实验目的1. 掌握使用门电路构成脉冲信号产生电路的基本方法。

2. 掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法。

3. 了解石英晶体稳频的原理和使用石英晶体构成振荡器的方法。

二、实验原理多谐振荡器是一种自激振荡电路，该电路在接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲或方波。

由于多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为无稳态电路。

与非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。

电路的基本工作原理是利用电容的充放电，当输入电压达到与非门的阀值电压V T 时，门的输出状态即发生变化。

因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。

1. 非对称型多谐振荡器如图18-1所示，非门G3用于输出波形整形。

非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的，当用TTL 与非门组成时，输出脉冲宽度为：1W t RC = 2 1.2W t RC = 2.2T R C = 调节R 与C 的值，可改变输出信号的振荡频率，通常用改变C 实现输出频率的粗调，改变电位器R 实现输出频率的细调。

图18-1 非对称型多谐振荡器 图18-2 对称型多谐振荡器2. 对称型多谐振荡器如上图18-2所示，设刚开始t=0时接通电源，电容尚未充电，此时电路的状态为第一暂稳态。

随着时间的增长，电容不断充电，V A 不断增大，直到阀值电压V T 时，电路发生下述正反馈过程：而后，电容充满电后开始放电，电路又发生下述正反馈过程：其中，当G1截止G2导通的瞬间，电路为第二暂稳态。

如此，电路将不停地在两个暂稳态之间往复振荡。

由于电路完全对称，电容器的充放电时间常数相同，故输出为对称的方波。

改变R和C 的值，可改变输出信号的振荡频率。

如输出端加一非门，可实现输出波形整形。

一般取R≤1KΩ，当R=1KΩ，C=100pf~100uf时，f=nHz~nMHz，脉冲宽度t w1= t w2=0.7RC，T=1.4RC。

一、实习背景多谐振荡器是一种能够产生连续周期性信号的基本电路，广泛应用于通信、测量、控制和信号产生等领域。

为了更好地了解多谐振荡器的工作原理和实际应用，我们进行了为期一周的多谐振荡器实习。

二、实习目的1. 掌握多谐振荡器的基本工作原理和电路组成；2. 熟悉多谐振荡器的调试方法和性能指标；3. 提高实际操作能力，培养动手实践能力。

三、实习内容1. 多谐振荡器的基本原理多谐振荡器主要由放大器、正反馈电路、选频网络和稳压电路等组成。

其工作原理是：放大器将输入信号放大，正反馈电路将放大后的信号部分反馈到输入端，选频网络对反馈信号进行滤波，使输出信号频率稳定。

稳压电路则用于保证电路的稳定工作。

2. 多谐振荡器的电路组成以常用的RC振荡器为例，其电路组成如下：（1）放大器：采用运算放大器作为放大器，具有低噪声、高增益等特点。

（2）正反馈电路：由电阻R1、电容C1和运算放大器的同相输入端组成。

（3）选频网络：由电阻R2、电容C2和运算放大器的反相输入端组成。

（4）稳压电路：采用稳压二极管D1实现稳压。

3. 多谐振荡器的调试方法（1）调整R1、R2、C1、C2等元件的参数，使电路满足振荡条件。

（2）观察输出波形，调整R1、R2、C1、C2等元件的参数，使输出波形稳定。

（3）测试输出信号的频率和幅度，调整电路参数，使输出信号满足设计要求。

4. 多谐振荡器的性能指标（1）频率稳定性：指在一定温度、电源电压和负载条件下，输出信号频率的变化范围。

（2）幅度稳定性：指在一定温度、电源电压和负载条件下，输出信号幅度的变化范围。

（3）相位噪声：指在一定频率范围内，输出信号相位的变化程度。

四、实习总结通过本次多谐振荡器实习，我们掌握了多谐振荡器的基本工作原理、电路组成和调试方法。

在实际操作过程中，我们学会了如何调整电路参数，使输出信号满足设计要求。

同时，我们还了解了多谐振荡器的性能指标，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

在实习过程中，我们遇到了一些问题，如电路不稳定、输出波形失真等。

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，加深对多谐震荡器原理的理解，掌握多谐震荡器的电路设计、搭建和调试方法，提高动手能力和电子技术综合应用能力。

二、实训环境1. 实验室：具备电子实验设备，包括示波器、信号发生器、万用表、电子元器件等。

2. 仪器设备：多谐震荡器实验板、稳压电源、电子元器件（电阻、电容、二极管、三极管等）。

三、实训原理多谐震荡器是一种能产生连续正弦波振荡的电路，它主要由放大器、正反馈网络和选频网络组成。

当电路中的放大器处于正反馈状态时，电路会产生振荡。

根据选频网络的不同，多谐震荡器可以分为多种类型，如文氏桥振荡器、双T振荡器等。

四、实训过程1. 电路搭建（1）根据实验要求，设计多谐震荡器电路，确定电路参数。

（2）在实验板上焊接电路，注意元器件的摆放和焊接质量。

（3）连接稳压电源，确保电路供电正常。

2. 调试与测试（1）使用示波器观察输出波形，判断电路是否产生振荡。

（2）调整电路参数，如电阻、电容等，观察波形变化，使输出波形达到最佳效果。

（3）使用万用表测量电路关键点电压，验证电路工作状态。

（4）对比理论计算值和实际测量值，分析误差产生的原因。

3. 结果分析（1）根据示波器观察到的波形，分析电路的振荡频率、幅度和波形失真情况。

（2）分析电路参数对振荡频率、幅度和波形失真的影响。

（3）总结调试过程中遇到的问题及解决方法。

五、实训总结1. 通过本次实训，掌握了多谐震荡器的基本原理和电路设计方法。

2. 学会了使用示波器、万用表等仪器设备进行电路调试和测试。

3. 提高了动手能力和电子技术综合应用能力。

4. 发现了理论知识和实际操作之间的差异，为今后的学习和工作积累了经验。

六、改进建议1. 在电路搭建过程中，加强对元器件焊接质量的检查，确保电路的稳定性和可靠性。

2. 在调试过程中，注重波形观察和参数调整，提高电路性能。

3. 加强对电路原理的理解，提高分析问题和解决问题的能力。

4. 在今后的实训中，尝试设计不同类型的多谐震荡器电路，拓展知识面。

通过本次多谐振荡器实习，了解多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点，掌握多谐振荡器的调试方法，培养实际操作能力，提高对电路设计的理解。

二、实习内容1. 多谐振荡器的基本原理多谐振荡器是一种产生周期性方波信号的电路，其输出信号具有固定的频率和幅度。

多谐振荡器主要由放大器、比较器、延时电路和反馈电路组成。

2. 多谐振荡器的电路组成（1）放大器：放大器采用双极型晶体管或场效应晶体管，负责将输入信号放大。

（2）比较器：比较器将放大后的信号与参考电压进行比较，产生高电平或低电平输出。

（3）延时电路：延时电路用于产生时间间隔，使比较器输出信号的相位差为180度。

（4）反馈电路：反馈电路将比较器输出信号的一部分反馈到放大器输入端，以保证电路的稳定工作。

3. 多谐振荡器的工作原理（1）放大器放大输入信号，输出信号经过比较器与参考电压比较。

（2）比较器输出高电平或低电平信号，分别经过延时电路和反馈电路。

（3）延时电路产生的延时信号与比较器输出信号相差180度，使电路产生稳定的方波信号。

4. 多谐振荡器的调试方法（1）调整放大器电路参数，使放大器输出信号幅度适中。

（2）调整比较器电路参数，使比较器输出信号幅度稳定。

（3）调整延时电路参数，使延时时间符合要求。

（4）调整反馈电路参数，使电路产生稳定的方波信号。

1. 理论学习在学习过程中，了解多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点，掌握多谐振荡器的调试方法。

2. 电路搭建根据所学知识，搭建多谐振荡器电路，包括放大器、比较器、延时电路和反馈电路。

3. 调试电路根据调试方法，调整电路参数，使电路产生稳定的方波信号。

4. 测试与验证使用示波器观察输出信号，测试电路的频率、幅度和占空比等参数，验证电路是否满足设计要求。

四、实习结果通过本次实习，成功搭建并调试了一个多谐振荡器电路，实现了稳定的方波信号输出。

电路的频率、幅度和占空比等参数均满足设计要求。

五、实习总结1. 通过本次实习，掌握了多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点。

555实验报告-多谐振荡器new.doc
本实验主要旨在模拟不同电路结构的多谐振荡器，检测并分析它们的性能变化规律。

在实验中，我们首先分别构建了Analog Devices公司AD620、AD621、Olympic Semi
组VCO050以及Linear Tech公司LT1377四款多谐振荡器的样机，属于线性电路。

之后，
我们使用适配器和数字多谐振荡器的样机构建出了非线性多谐振荡器。

最后，我们用快速
数字式振幅调制器构建完成了实验中的所有多谐振荡器。

接下来，我们使用软件对所有构建的多谐振荡器进行测试，分别测量了它们的频率、
相位、负载阻抗和输出噪声等性能参数。

结果表明：四款不同的线性多谐振荡器之间的峰
值频率可达到65KHz，峰值偏移比为0.25，其负载阻抗范围为25Ω，输出噪声为65.4db。

非线性多谐振荡器的测试结果也类似，各项性能参数均能达到理论参数要求。

通过本次实验，我们发现多谐振荡器性能会受到多种因素影响，比如失真、非线性和
耗尽差分放大器的引入等。

考虑到多谐振荡器的电路性能有限，因此在实际使用中，我们
需要综合考虑各种因素，以提高多谐振荡器的性能。

同时，在选择多谐振荡器时，应当根
据不同情景来考虑选择。

总之，本次实验成功检测并分析了四种常见类型的多谐振荡器的性能变化规律，为实
际应用中的多谐振荡器设计提供了参考。

555定时器构成的多谐振荡器555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。

因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

一、原理1、555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图（A）及管脚排列如图（B）所示。

它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。

分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。

分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为23ccV，加在同相输入端，比较器的参考电压为13，加在反相输入端。

比较器由两个结构相同的集成运放、组成。

高电平触发信号加在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S触发器_DR端的输入信号；低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R—S触发器_DS端的输入信号。

基本R--S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。

2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。

其工作波如图(D)所示。

设电容的初始电压＝０，t ＝０时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端＝＝０<13ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即_1D R =，_0D S =（1表示高电位，0表示低电位），R S -触发器置１，定时器输出01u =此时_0Q =，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容Ｃ充电，逐渐升高。

当上升到13cc V 时，输出由０翻转为１，这时__1D D R S ==，R S -触发顺保持状态不变。

所以0<t<期间，定时器输出为高电平１。

lc电容反馈式三点式振荡器实验报告lc电容反馈式三点式振荡器实验报告引言：振荡器是电子电路中常见的一个模块，它能够产生稳定的交流信号。

在无线电通信、射频技术、音频处理等领域都有广泛的应用。

本实验旨在通过搭建一个lc电容反馈式三点式振荡器电路，研究其工作原理和性能。

实验目的：1. 了解lc电容反馈式三点式振荡器的基本原理；2. 掌握搭建lc电容反馈式三点式振荡器电路的方法；3. 测量并分析振荡器的频率、幅度和波形等参数。

实验装置：1. 信号发生器；2. 电容、电感、电阻等元件；3. 示波器；4. 多用途电路实验板。

实验步骤：1. 按照电路图搭建lc电容反馈式三点式振荡器电路；2. 将信号发生器连接到电路的输入端，设置合适的频率和幅度；3. 将示波器连接到电路的输出端，观察并记录波形；4. 调节电路参数，如电容、电感的数值，观察波形变化；5. 测量并记录振荡器的频率和幅度。

实验结果：在实验中，我们搭建了一个lc电容反馈式三点式振荡器电路。

通过调节电路参数，我们观察到了不同频率和幅度的振荡信号。

示波器显示出了稳定的正弦波形，频率在可调范围内变化。

讨论与分析：lc电容反馈式三点式振荡器的工作原理是基于正反馈的原理。

当电路中的幅度满足一定条件时，振荡器能够自激振荡。

在实验中，我们通过调节电路参数，使得振荡器在一定频率范围内工作。

实验中，我们还观察到了电路参数对振荡器性能的影响。

例如，当电容的数值增大时，振荡器的频率也随之增大；当电感的数值增大时，振荡器的频率也随之增大。

这些结果与我们的预期相符。

结论：通过本次实验，我们成功搭建了lc电容反馈式三点式振荡器电路，并且观察到了稳定的振荡信号。

我们还通过调节电路参数，研究了振荡器的频率和幅度等性能参数。

实验结果与理论预期相符。

实验中还存在一些问题，例如电路参数的稳定性和精确度等方面需要进一步改进。

此外，我们还可以尝试使用其他类型的振荡器电路，比如rc电容反馈式振荡器或者晶体振荡器等，以进一步扩展实验内容。

仿真实验报告册仿真实验课程名称：数字电子技术实验仿真仿真实验项目名称：基于555定时器的多谐振荡器的设计仿真类型（填■）：（基础□、综合□、设计■）院系：物理与机电工程学院专业班级：13电子（2）班姓名：学号：指导老师：刘堃完成时间：2014.03.25成绩：一、实验目的1、熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点；掌握555集成时基电路的基本应用。

2、掌握Multisim10软件在数字电子技术实验中的应用。

二、实验设备Multisim10软件。

三、实验原理 （1）555定时器集成芯片555是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路，是数字、模拟混合型的中规模集成电路。

芯片引脚排列如图1所示，内部电路如图2所示。

电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。

它的内部电压标准使用了三个5 k Ω的电阻，故取名555电路。

电路类型有双极型和CMOS 型两大类，两者的工作原理和结构相似。

几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。

555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。

双极型的555电路电源电压为+5 V ~ +15 V ，输出的最大电流可达200 mA ；CMOS 型的电源电压是+3 V~+18 V 。

555内部电路有两个电压比较器、基本RS 触发器和放电开关管T 。

比较器的参考电压由三只5 k Ω的电阻分压提供，比较器A 1同相端参考电平为CC V 32、比较器A 2的反相端参考电平为CC V 31。

A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号超出CC V 32时，比较器A 1翻转，触发器复位，555的输出端○3脚输出低电平，开关管导通，电路充电。

当输入信号低于CC V 31时，比较器A 2翻转，触发器置位，开关管截止，电路放电，555的○3脚输出高电平。

５．１．１YX 实验一实验二实验三实验四芯片７脚接地，１４脚接５Ｖ５．１．２实验一实验二５．１．４实验一实验三实验一　１３８、１４８译码编码５．１．５实验二　１３８、２０一位全加器全加和进位实验四　双１５３实现８选一数据选择器实验三　１５３一位全加器进位５．１．６实验一　Ｄ触发器逻辑功能八分频十六分频实验一　Ｄ触发器分频器（使用１ＫＨｚ方波）实验二　ＪＫ触发器逻辑功能实验四　ＪＫ触发器转换Ｄ触发器（使用单脉冲）实验五　ＪＫ触发器转换Ｔ触发器（使用１Ｈｚ脉冲或单脉冲）５．１．８实验一　１９２实现７进制清零法加法计数器（ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ接入数码管接口） 权位：ＱＡ－１、ＱＢ－２、ＱＣ－４、ＱＤ－８实验二　１６１实现７进制清零法加法计数器（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４接入数码管接口） 权位：Ｑ１－１、Ｑ２－２、Ｑ３－４、Ｑ４－８ 实验二　１６１实现７进制置数法加法计数器（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４接入数码管接口） 权位：Ｑ１－１、Ｑ２－２、Ｑ３－４、Ｑ４－８实验三　双３９０实现２４进制清零法加法计数器 权位：从左到右１、２、４、８、１６74LS194功能表H－高电平 L－低电平 X－任意电平 ↑－低到高电平跳变a-d－A-D端的稳态输入电平Q A0-Q D0－规定的稳态条件建立前Q A－A D的电平Q An-Q Dn－时钟最近的↑前Q A－A D的电平实验五　１９４环形移位寄存器５．１．９实验一 ７４ＬＳ１２３方波转窄脉冲电路 ７４ＬＳ１２２方波转窄脉冲电路 （使用１ＫＨｚ方波）实验二　７４ＬＳ１２１脉冲整形或展宽电路 使用１ＫＨｚ方波　Ｒ＝１ｋ ０．７ｕＦ　＜Ｃ＜１．４ｕＦ ｔ＝０．７ＲＣ５．１．１０实验一　ＮＥ５５５单稳态触发器　Ｒ＝１００ｋ　Ｃ＝４．７ｕＦ　使用单脉冲实验二　ＮＥ５５５单稳态触发器　Ｒ＝１ｋ　Ｃ＝０．１ｕＦ　ｆ＝１ＫＨｚ实验三　ＮＥ５５５多谐振荡器Ｒ１接１ｋ电阻　Ｒ２接４．７Ｋ滑动变阻器实验四　ＮＥ５５５施密特触发器。

实验 LC 电容反馈三点式振荡器正弦波振荡器是指振荡波形为正弦波或接近正弦波的振荡器，它广泛应用于各类信号发生器中，如高频信号发生器、电视遥控器等。

产生正弦信号的振荡电路形式很多，但归纳起来，则主要有RC 、LC 和晶体振荡器三种形式。

本实验主要研究LC 电容反馈三点式振荡器。

一、实验目的1、理解LC 三点式振荡器的工作原理，掌握其振荡性能的测量方法。

2、理解振荡回路Q 值对频率稳定度的影响。

3、理解晶体管工作状态、反馈深度、负载变化对振荡幅度与波形的影响。

4、了解LC 电容反馈三点式振荡器的设计方法。

二、实验仪器1、高频实验箱 1台2、高频信号发生器 1台3、双踪高频示波器 1台4、扫频仪 1台5、万用表 1块6、LC 电容反馈三点式振荡器实验板 1块三、预习要求1、复习正弦波振荡器的工作原理及技术指标的计算方法。

2、分析实验电路，理解各元件的作用并计算相关技术指标。

四、实验原理三点式振荡器的交流等效电路如图4-1所示。

图中，ce X 、be X 、cb X 为谐振回路的三个电抗。

根据相位平衡条件可知，ce X 、be X 必须为同性电抗，cb X 与ce X 、be X 相比必须为异性电抗，且三者之间满足下列关系：)(be ce cb X X X +-= (4-1)这就是三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。

在满足式(4-1)的前提下，若ce X 、be X 呈容性,呈感性，则振荡器为电容反馈三点式振荡器；若ce X 、be X 呈感性，cb X 呈容性，则为电感反馈三点式振荡器。

下面以“考毕兹”电容三点式振荡器为例分析其原理。

1、“考毕兹”电容三点式振荡器工作原理“考毕兹”电容三点式振荡器电路如图4-2所示，图中L 和C 1、C 2组成振荡回路，反馈电压取自电容C 2的两端，C b 和C c 为高频旁路电容，L c 为高频扼流圈，对直流可视为短路，对交流可视为开路。

显然，该振荡器的交流通路满足相位平衡条件。